Turinys:
1. Įžanga
2. Dvi fotosintezės fazės
3. Fotosintezės veikimas
4. Chlorofilas
5. Lapų mozaika
6. Lapų sandara
7. Chloroplastai
8. Fotosintetinančios bakterijos
9. Fotosintezė jūroje
10. Translokacija
11. Transpiracija
12. Gliukozės vartojimas
13. Praktiniai darbai:
• Fotosintezės intensyvumo tyrimas
• Fotosintezės metu augalai išskiria deguonį
• Krakmolo aminograma dalinai užtamsintame lape
14. Išvada
• Biržų „Saulės“ gimnazija
Referatas:
Fotosintezė
Referatą rašė:
Virginija Grygalytė 4rb kl.
2002
Biržai
Įžanga
Augalams, kaip ir kitiems gyviems organizmams, reikia energijos, kad išliktų gyvi. Bet užuot gavę energiją iš maisto, jie gauna ją tiesiogiai iš Saulės šviesos. Šis procesas vadinamas fotosinteze, tai reiškia „sujungimas per šviesą“. Fotosintezės metu augalas savo lapais sugauna šviesos energiją ir panaudoja ją cukrui (kuris vadinamas gliukoze) gaminti iš vandens ir anglies dioksido. Gliukozė gali būti panaudota kaip kuras arba kaip statybinis blokas augimui reikalingoms medžiagoms gaminti.
Fotosintezė – vienas svarbiausių gamtoje vykstančių procesų. Be jos negalėtų augti augalai, o be jų būtų visai mažai gyvūnų.
Augaluose, dumbliuose ir kai kuriuose kituose organizmuose fotosintezė vyksta taip:
Saulės energija + anglies dioksidas + vanduo angliavandenis + deguonis
Kadangi fotosintezė yra vienos rūšies energijos virsmas kitos rūšies energija, t.y. saulės šviesos energijos virsmas angliavandenių cheminių jungčių energija, tai ją nagrinėti pradėsime nuo energijos šaltinio – saulės radiacijos.
Saulės radiaciją galima apibūdinti dviem dydžiais – energijos kiekiu ir bangos ilgiu. Energija mus pasiekia fotonais.
Elektromagnetinis spektras suskirstytas pagal bangos ilgį: trumpiausios bangos – gama spinduliai, o ilgiausios – radijo bangos. Fotonų turima energija yra atvirkščiai proporcinga spinduliuojamos bangos ilgiui.
Fotosintezei panaudojama tik dalis viso elektromagnetinio spektro – regimoji šviesa. Regimoji, arba dienos, šviesa yra įvairaus ilgio bangų spinduliavimas, kuriai praėjus pro prizmę (arba lietaus lašelius) matyti įvairaus ilgio bangos ir skirtingų spalvų šviesa.
Dvi fotosintezės fazės
Pirmoji reakcijų grandinė vadinama nuo šviesos priklausančiomis reakcijomis, nes jos negali vykti be šviesos ir nepriklauso nuo temperatūros. Antroji grandinė vadinama nuo šviesos nepriklausančiomis reakcijomis, nes jos gali vykti ir be šviesos.
Nuo šviesos priklausančios reakcijos vyksta tilakoiduose, kur yra chlorofilo bei karotinoidų. Šie pigmentai sugeria violetinę, mėlyną ir raudoną šviesą geriau negu kito bangos ilgio šviesas. Pigmentai šviesą gali sugerti, atspindėti arba perduoti vienas kitam. Vienas chlorofilas atrodo mėlynai žalias, o kitas – geltonai žalias, nes šių spalvų jie nesugeria, tik atspindi. Atspindėtą šviesą mes ir matome. Dėl tos pačios priežasties karotinoidai mums atrodo įvairių geltonų ir oranžinių atspalvių.
Nuo šviesos priklausančios reakcijos – tai šviesos energijos sugėrimo reakcijos. Jų metu tilakoidų membranų pigmentų sugerta energija panaudojama nedaug energijos turintiems H2O molekulės elektronams sužadinti ir atimti.
Taigi nuo šviesos priklausančių reakcijų metu sintetinami angliavandeniai.
Kaip veikia fotosintezė?
Fotosintezės metu lapai sugeria Saulės šviesą. Be to, jie siurbia šaknimis vandenį ir ima iš oro anglies dioksidą. Saulės energiją lapai naudoja vandeniliui ir anglies dioksidui paversti gliukoze. Kaip šalutinis produktas išsiskiria deguonis, o gliukozė išnešiojama po visą augalą. Tuo tarpu deguonis išskiriamas į orą.
Chlorofilas
Augaluose yra žaliojo pigmento (spalvotos cheminės medžiagos), vadinamo chlorofilu.
Šis pigmentas būtinas fotosintezei. Jis sugeria saulės šviesos energiją ir paverčia ją chemine energija. Tačiau sugeriama ne visa šviesos energija.
Nors saulės šviesa susideda iš įvairių spalvų mišinio, chlorofilas sugeria daugiausiai raudoną, mėlyną ir violetinę spalvą. Žalia šviesa atspindima, štai kodėl mūsų akis mato augalus žalius.
Kiti augalų pigmentai, tokie kaip geltonos arba oranžinės spalvos karotinoidai, sugeria violetinės, mėlynos ir žalios spektro dalies šviesą. Šie pigmentai gerai matomi rudenį prieš nukrentant lapams, kai chlorofilas suskyla.
Lapų mozaika
Daugumoje augalų fotosintezė vyksta lapuose. Lapai paprastai būna atgręžti į Saulę ir išsidėstę taip, kad neuždengtų vienas kito ir neužstotų Saulės šviesos. Kai kurie medžiai turi daugiau kaip milijoną lapų. Visi kartu jie sudaro didžiulį paviršių šviesai sugauti.
Lapo sandara
Lapai sudaryti iš kelių ląstelių rūšių. Pačiame viršuje yra apsauginis skaidrių ląstelių sluoksnis, vadinamas epidermiu. Žemiau šio sluoksnio pailgų statinių (polisacharidų) ląstelių sluoksnis. Jame gausu žalių chloroplastų, kuriuose vyksta fotosintezė. Žemiau statinių ląstelių yra laisvai išsidėsčiusios puriosios ląstelės, tarp kurių yra daug oro ertmių, kurios jungiasi su žiotelėmis apatinėje lapo pusėje. Gyslose esantys apytakiniai indai gabena vandenį į augalo ląsteles ir paima gliukozę.
Chloroplastai
Fotosintezė
vyksta mažytėse struktūrose, kurios vadinamos chloroplastais. Juose yra krūvelės membranų, kurios tarsi saulės kolektoriai. Šių membranų paviršiuje telkiasi chlorofilas. Saulei šviečiant pro lapą, chlorofilas sugauna jos energiją.
Dviguba chloroplasto membrana gaubia didelę centrinę sritį vadinama stroma. Stroma – tai tirpalas su daugybe fermentų. Stromos viduje esančios membranos suformuoja plokščius maišelius, vadinamus tilakoidais. Jie tam tikrose vietose sukrauti vienas ant kito į krūveles vadinamomis granomis. Tilakoidų membranose aptinkama chlorofilo ir kitų pigmentų. Tie pigmentai sugeria saulės energiją, ši pirmiausia sužadina elektronus, kurie po to panaudojami CO2 redukuoti stromoje.
Fotosintetinančios bakterijos
Augalai — nevieninteliai gyvi organizmai, vykdantys fotosintezę. Nemažai bakterijų irgi gaminasi maistą tokiu būdu. Svarbiausios iš šių paprastų gyvybės formų vadinamos cianobakterijomis. Iš į bakterijas panašių organizmų prieš milijonus metų išsivystė augalų chloroplastai.